エンジニアリングプラスチックとエラストマーは、今日の無数の産業のバックボーンとして機能し、自動車コネクタや電子ハウジングから履物のソールや工業シールに至るまで、製品の重要な役割を見つけています。これらの汎用性の高い材料は、強度、柔軟性、および処理の容易さの印象的なバランスのおかげで、無数のセクターを変えました。しかし、1つの重要な課題は依然として彼らの長期的な耐久性を脅かしています。水分と熱への曝露は、加水分解を引き起こし、時間の経過とともに分子構造を静かに分解する可能性があります。湿度、湿潤、または高温環境で確実に機能する製品の需要が増加するにつれて、加水分解耐性を改善する方法を見つけることはこれまで以上に重要になります。この記事では、高度な抗水分解剤がポリマーを保護し、サービスの寿命を延ばし、最終用途のパフォーマンスを保護することができる方法について説明します。
多くの最新のエンジニアリングプラスチックとエラストマーは、優れた機械的強度、柔軟性、設計の自由を提供します。しかし、特に熱と組み合わせて水分にさらされると、これらの材料は加水分解として知られる化学反応を起こす可能性があり、それが徐々に分子構造を分解します。
加水分解は、水分子がポリマー鎖内のエステル結合またはアミド結合を攻撃するときに発生します。時間が経つにつれて、これは鎖の硬化につながり、分子量を減らし、材料の機械的完全性を著しく損なうことにつながります。加水分解分解の結果は重要です。引張強度の低下、耐衝撃性の低下、脆性の増加、表面亀裂、そして最終的には早期の製品障害です。
産業は、エンジンの熱や湿度にさらされる自動車コンポーネント、熱帯気候の屋外用途など、厳しい条件に耐えることができるより信頼性の高い材料を要求するため、プラスチックとエラストマーの加水分解耐性を改善する必要がありませんでした。効果的なソリューションは、材料のパフォーマンスを保護するだけでなく、費用のかかるメンテナンス、交換、および保証請求を削減します。
いくつかの広く使用されているエンジニアリングポリマーは、バックボーン構造にエステル結合またはアミド結合が存在するため、特に加水分解を受けやすくなっています。いくつかの重要な例の概要を次に示します。
PETは、繊維、ボトル、フィルム、噴射型部品に見られる汎用性の高い熱可塑性塑性です。優れた強度と寸法の安定性を提供します。ただし、そのエステル結合は、特に食器洗い機のコンポーネントや産業ろ過など、温水を含む用途での加水分解攻撃に対して脆弱です。
PBTは、自動車コネクタ、ハウジング、電子コンポーネントで一般的に使用される別のポリエステルです。それは良好な電気特性と機械的強度を組み合わせていますが、高湿度と高温の下では、そのエステル結合が分解し、脆化につながる可能性があります。
ナイロンは、タフネス、耐摩耗性、および正確なギアの歯とベアリングを形成する能力に高く評価されています。ただし、それらのアミド結合は、特に熱の下で水で切断できます。ポリアミドの加水分解は、分子量の喪失、引張強度の低下、および寸法の不安定性をもたらします。
ポリウレタンは、熱可塑性（TPU）とサーモセットの両方が、履物のソール、ホース、フォームクッション、保護コーティングで広く使用されています。ポリエステルベースのPUのエステルセグメントにより、加水分解が発生しやすくなり、柔らかく、亀裂、負荷含有能力が低下します。
キャストポリウレタンエラストマーは、車輪、アザラシ、および動的な工業部品に広く適用されています。加水分解により、これらのエラストマーは弾力性を失い、ストレス下で亀裂を失い、湿った環境または湿った環境にさらされると早期に失敗する可能性があります。
抗水分解剤 、または加水分解安定剤は、加水分解プロセスを中断することによりポリマーを保護するように設計された特殊な添加剤です。これらの化合物は、水分誘発性分解に対してポリマー鎖の脆弱なエステルまたはアミド結合を積極的に防御します。
抗水分解剤は通常、次のように機能します。
エステルまたはアミドの結合が壊れ始めたときに形成されたカルボン酸末端基との反応。これにより、さらなるチェーンの切断が防止されます。
水の除去または中和加水分解触媒により、加水分解速度が低下します。
ポリマーの分子アーキテクチャを安定化し、過酷な条件下でも機械的および寸法特性を維持します。
ポリカルボジイミド： ポリエステルとポリアミドの保護に非常に効果的です。それらは、カルボン酸エンドグループと反応して、安定した連鎖を形成し、本質的にポリマーを「治癒」します。
カルボジイミドオリゴマー： 機能は類似していますが、分子量が低く、短期的な保護を提供します。
妨害されたアミン光安定剤（HALS）： 主にUV安定化に使用されますが、加水分解を含む全体的なポリマーの耐久性に寄与する可能性があります。
これらの化学物質はための重要なツールです。 、特に要求の厳しい用途において、加水分解耐性を改善する
PETやPBTなどのポリエステルの場合、加水分解には、エステル結合を攻撃する水分子が含まれ、その結果、鎖の破損とカルボン酸とアルコール群が形成されます。これにより、分子量が低下し、機械的強度が損なわれます。
このプロセス中に形成されたカルボン酸と反応して、ポリカルボジイミド抗水分解剤は、さらに分解を効果的にブロックしています。これにより、ポリマーの寿命は暑くて湿度の高い条件下で延長され、蒸気や高温に遭遇する可能性のある自動車の下部コンポーネント、電気コネクタ、および家電部品に最適です。
ポリアミドにはアミドの連鎖があり、これは熱と水分の下でカルボン酸とアミンに加水分解します。これにより、分子量が減少し、ギア、ベアリング、ナイロンから作られた産業ファスナーが弱くなります。
カルボジイミドを追加すると、カルボン酸エンドグループと反応し、鎖の硬化が進行するのを防ぐことができます。その結果、湿度の高い産業環境であっても、ポリアミド繊維、モノフィラーメント、および精密機械コンポーネントが強度と寸法の精度をはるかに長く維持します。
ポリエステルベースのポリウレタンは、特に加水分解に敏感です。湿気がエステル結合を攻撃すると、材料が柔らかくなり、マイクロクラックが発生し、最終的に負荷をかける容量を失います。履物のソールでは、これは崩壊やひび割れにつながりますが、アザラシとローラーでは、変形と漏れを引き起こします。
抗水分解剤をPUの製剤に統合すると、硬度、リバウンド、柔軟性などの機械的特性が維持されます。これは、熱帯気候、水の接触、または高湿度処理ラインにさらされた製品にとって重要です。
適切な抗水分解剤を実装すると、複数の明確な利点が提供されます。
より長い製品寿命： エンジニアリングされたプラスチックとエラストマーは、元の機械的特性を保持し、湿度または高温環境の障害を大幅に削減します。
重要な特性を維持する： 材料は引張強度、伸び、耐衝撃性、および寸法の安定性を保持します。
顧客の苦情と保証コストの最小化： 加水分解駆動型の障害を削減することにより、メーカーは信頼とブランドの評判を構築します。
メンテナンスおよび交換費用の削減： 産業用機械部品、自動車コネクタ、インフラストラクチャアプリケーションにとって特に重要です。
これらの利点は、加水分解耐性を改善するために効果的な安定剤に投資することが、品質と耐久性に焦点を当てたメーカーにとってスマートな戦略である理由を示しています。
抗水分解剤は通常、以下によって組み込まれます。
配合中の直接添加： 押出機でポリマー顆粒およびその他の添加物と混合されます。
射出成形または押し出し中： 溶融ポリマーの徹底的な分散を保証して、最大の効果を得ることができます。
さまざまな製造セットアップに合わせて、液体、粉末、またはマスターバッチフォームを利用できます。
有効な投与量は、通常、0.5％から2％の範囲です。
ポリマータイプとその固有の脆弱性。
動作環境の重症度。
最終製品のパフォーマンスと保証要件。
製造業者は、多くの場合、保護とコストのバランスをとる最適な負荷を決定するためにテストを実施します。
最新の抗水分解剤は、次のことでシームレスに作業するように処方されています。
顔料と着色剤、望ましくない変色を避けます。
フィラー、補強、および火炎遅延剤は、分散と有効性を維持することを保証します。
多機能保護を提供するために、UV吸収体や抗酸化物質などの他の安定剤。
最良の結果を達成するために、徹底的な混合と均一な分散が重要です。専門化されたシステムまたは重度のシステムの場合、小規模な試験は互換性と処理挙動を確認するのに役立ちます。
今日の要求の厳しい産業環境および消費者環境では、PET、PBT、PA、PU、PUの輪などのエンジニアリングプラスチックとエラストマーは、加水分解を促進する水分と温度の揺れに常に直面しています。対処されていない場合、これは機械的特性の弱体化、表面亀裂、および費用のかかる製品の故障につながります。高度な抗水分解剤（特にポリカルボジイミドベースの溶液）を組み込むことは、加水分解耐性を改善し、ポリマー鎖を湿気攻撃から保護し、製品の寿命を大幅に拡大するための実証済みの戦略です。そうすることで、メーカーはより信頼性の高い、長持ちするコンポーネントを提供し、保証請求を最小限に抑え、品質と耐久性についてより強い評判を築くことができます。
適切な加水分解安定剤を使用して、過酷な、湿度、または高温の状態に耐える高性能プラスチックとエラストマーを生産することを目指している企業の場合、それは単なる有益ではありません。それが不可欠です。これらの高度な添加剤がどのように製品を変換し、特定の定式化のニーズを満たすことができるかを調査するには、Suzhou Ke Sheng Tong New Materials Technology Co., Ltdに手を差し伸べることを検討してください。詳細については、彼らのウェブサイトにアクセスするか、今すぐ技術チームに連絡してください。
